Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/73557
Type: Dissertação
Title: Avaliação da sazonalidade reprodutiva sobre os mecanismos da estocagem de espermatozoides e os parâmetros espermáticas da cascavel neotropical Crotalus durissus (Squamata: Viperidae)
Authors: Leonardo Carvalho da Silva
First Advisor: Gleide Fernandes de Avelar
First Referee: Fernanda Radicchi Campos Lobato de Almeida
Second Referee: Guilherme Mattos Jardim Costa
Third Referee: Talita de Oliveira Farias
Abstract: A cascavel Neotropical (Crotalus durissus) é uma serpente de importância médica da família Viperidae, que possui ampla ocorrência na América Latina. Os machos de C. durissus apresentam um ciclo espermatogênico sazonal, que tem início na primavera e atinge seu pico no verão. Durante o outono e o inverno os machos passam pela regressão testicular. A cópula foi registrada no outono, portanto, devido a dissociação entre o acasalamento e espermatogênese, a estocagem de gametas é obrigatória. Apesar disso, os parâmetros seminais, a viabilidade dos gametas e o tempo de estocagem não são conhecidos. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo investigar aspectos morfofuncionais dos espermatozoides e os mecanismos da estocagem de gametas em Crotalus durissus ao longo de seu ciclo reprodutivo. Ao todo foram coletados 46 animais no estado de Minas Gerais. Após a eutanásia, os órgãos do sistema genital foram coletados para análises seminais, morfometria dos espermatozoides, padronização da morfologia espermática, curva de sobrevivência dos espermatozoides, marcação celular para estimar o tempo de estocagem de gametas, imuno-histoquímica, imunofluorescência, e análise de integridade do DNA. O espermatozoide de C. durissus é divido em cabeça, peça intermediária e cauda. A cabeça é alongada e levemente curva. A peça intermediária é o maior segmento do espermatozoide, ocupando cerca de 56% do seu comprimento total. Por fim, há uma cauda, que é responsável pelo movimento do gameta. Há uma variação no comprimento do acrossoma e da cabeça dos espermatozoides, em que estes são maiores em animais com testículos regredidos. Esta característica pode indicar que o tempo de estocagem nos ductos deferentes favorece a maturação dos gametas. Não há variação na motilidade espermática entre as diferentes condições testiculares, sugerindo a existência de mecanismos que preservam a função dos gametas até a cópula. No entanto, há mais espermatozoides vivos durante o período de atividade espermatogênica quando comparado aos animais em regressão testicular. Apesar disso, a vitalidade espermática durante a regressão testicular ainda é superior a 70%. Observamos que espermatozoides da cascavel mantidos em baixas temperaturas são viáveis por ao menos sete dias, mantendo altas taxas de vitalidade. Este resultado demonstra a resistência dos espermatozoides a condições consideradas desfavoráveis para gametas, apontando possibilidades promissoras para o desenvolvimento de tecnologias de reprodução assistida. As células do epitélio dos ductos deferentes apresentaram expressão do receptor de andrógeno e aquaporina 9, indicando que os andrógenos apresentam um papel modulador na função destas células. Além disso, a presença de aquaporina 9 sugere atividade de reabsorção destas células ductais, podendo este ser um dos mecanismos que participam da manutenção da viabilidade dos gametas. Quarenta dias após a exposição ao BrDU, espermatozoides marcados estavam presentes nos ductos deferentes. Durante o período de regressão testicular foram maiores os números de espermatozoides em apoptose e com fragmentação de DNA presentes nos ductos deferentes.
Abstract: The Neotropical rattlesnake (Crotalus durissus) is a medical-importance snake species from the Viperidae family, with a wide distribution throughout Latin America. Males of C. durissus present a seasonal spermatogenic cycle, which begins in spring and reaches its peak in the summer. During autumn and winter males pass through testicular regression. Mating was recorded in the autumn, therefore, due to dissociation between spermatogenesis and copula, sperm storage is obligatory. However, the seminal parameters, the gamete viability, and the time of sperm storage are not known. In the present study, we aimed to investigate morphofunctional aspects of spermatozoa and the mechanisms of gamete storage in Crotalus durissus throughout its reproductive cycle. In total, 46 animals were collected in the state of Minas Gerais, southeastern Brazil. The animals were euthanized, and the reproductive system organs were collected. We carry out seminal analyses, sperm morphometry, standardization of sperm morphology, sperm lifespan, cell marking to estimate gamete storage time, immunohistochemistry, immunofluorescence, and DNA integrity analysis. The spermatozoa of C. durissus are divided into head, midpiece and tail. The head is elongated and slightly curved. The midpiece is the largest segment of the spermatozoa, occupying about 56% of its total length. Finally, there is a tail, which is responsible for the movement of the gamete. There is a variation in the length of the acrosome and sperm head, which are larger in animals with regressed testes. This characteristic might indicate that the storage time in the ductus deferens propitiates the maturation of gametes. There is no variation in sperm motility between animals with different testicular conditions. Therefore, there must be mechanisms that protect the gametes until copulation. However, there are more live sperm during the period of spermatogenic activity when compared to animals undergoing testicular regression. Despite this, sperm vitality during testicular regression is still over 70%. We observed that rattlesnake sperm kept at low temperatures are viable for at least seven days, maintaining high levels of vitality. This result demonstrates the high resistance of sperm and opens the door to assisted reproductive technologies. The epithelium of the ductus deferens reacted positively to the expression of the androgen receptor and aquaporin 9. These findings demonstrate that the synthesis of secretions in the ductus deferens is possibly stimulated by androgens and that, through the expression of aquaporins, there is fluid reabsorption. This may be one of the mechanisms that guarantee gamete viability. We were able to detect bromodeoxyuridine-labeled sperm only in animals euthanized after 40 days of injection, corroborating the duration of the spermatogenic cycle. Using the cell death marker Caspase-3, we observed more sperm undergoing apoptosis during the period of testicular regression. In the same way, we observed more spermatozoa with fragmented DNA in animals with regressed testes.
Subject: Biologia Celular
Serpentes
Crotalus durissus
Espermatozoides
Células Germinativas
language: eng
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/73557
Issue Date: 26-Mar-2024
metadata.dc.description.embargo: 26-Mar-2026
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